Nonostante a causa della recente rilevazione della fosfina su Venere, la classifica dei posti potenzialmente ospitali per la vita nel nostro Sistema Solare sia leggermente cambiata, i mondi ghiacciati con oceani sotterranei sono tra luoghi più ambiti per le future missioni. Molecole organiche sono già state rilevate tra i geyser di Encelado e vi sono prove (controverse) di geyser anche su Europa. Dato che questi pennacchi potrebbero trasportare in superficie materiale dai fondali oceanici, un lander potrebbe essere in grado di rilevare e caratterizzare i materiali organici che hanno avuto origine negli oceani sommersi per cercare segni di attività biologica.
Europa Lander è una delle missioni proposte dalla NASA che potrebbe atterrare direttamente sulla superficie ghiacciata della luna di Giove, dopo Europa Clipper che dovrebbe partire nel 2023. Tuttavia, il paesaggio sarà tanto bello quanto inospitale per via delle basse temperature, della scarsa illuminazione solare, della grande distanza dalla Terra e dell'intenso campo di radiazione all'interno della magnetosfera gioviana. A causa di questi fattori, si prevede che la missione avrà durata relativamente breve (480 ore, cioè 20 giorni), produrrà un volume di dati piuttosto basso e sarà limitata ad operazioni abbastanza semplici.
La superficie di Europa è probabilmente una complessa miscela di materiali esogeni provenienti da comete ed impatti meteorici, materiali alterati dalle radiazioni, sali endogeni e sostanze inorganiche incorporate nel ghiaccio e, probabilmente, sostanze organiche provenienti dall'oceano sotterraneo. Per cui, date le pochissime opportunità di campionamento legata alla complessità della missione stessa e la potenziale complessità dei materiali da analizzare, selezionare le giuste aree di campionamento è della massima importanza. Ed è qui che entra in gioco la OrganiCam, per rilevare e visualizzare i materiali organici in modo mirato, all'interno della zona di lavoro del lander.
OrganiCam
Questa fotocamera utilizza una fluorescenza indotta dal laser risolta nel tempo, la quale anziché colpire il campione in esame con una radiazione prolungata, usa una radiazione incidente ad impulsi con durata molto breve.
OrganiCam opera sul semplice principio che i biomateriali sulla Terra hanno un tempo di vita di fluorescenza (ossia, il tempo in cui la molecola rimane nello stato eccitato prima che ritorni allo stato fondamentale) tipicamente breve (~ 10 ns) che li distingue chiaramente dalla fosforescenza minerale inorganica (da 1 µs a diversi ms). Quindi, un modo semplice per visualizzare la fluorescenza nel dominio temporale è eccitare i bersagli con un laser pulsato (ad esempio, durata 5 ns), utilizzare una lente di diffusione per proiettare su un'ampia area e visualizzare l'area del campione utilizzando un filtro notch laser ed un telecamera con un rivelatore intensificato temporizzato veloce. Oltre all'imaging, si potrà ottenere anche uno spettro di fluorescenza: OrganiCam potrà acquisire spettri Raman delle posizioni selezionate.
Requisiti
- Risolvere gli oggetti <1 mm all'interno della zona di lavoro di Lander
- Distinguere la bio-fluorescenza dalla fluorescenza minerale con il controllo del rilevatore a 100 ns
- Eseguire la spettroscopia Raman dei target selezionati
- Gamma spettrale 535–650 nm
- Risoluzione spettrale <30 cm-1
- Estendere il rilevamento sotto la superficie ghiacciata
- Rilevamento della bio-fluorescenza: da un basso intervallo di ppm (parti per milione) a ppb (parti per miliardo)
- Raggiungere gli obiettivi scientifici entro la missione di 20 giorni
- Sopravvivere ai requisiti ambientali
Futuri impieghi
Nonostante OrganiCam potrebbe essere utilizzata in diversi posti nel Sistema Solare, Marte continua ad attirare l'attenzione. A bordo di un rover o di un drone potrebbe aiutare a capire se le sostanze organiche già identificate sul Pianeta Rosso sono biologiche o no. Per esempio, potrebbe scandagliare quelle intricanti cavità create dai tubi di lava collassati in cui potrebbe essersi rifugiata la vita, fotografate in diversi luoghi dal Mars Reconnaissance Orbiter (immagine a sinistra). Sebbene sia difficile conoscere la profondità di queste grotte, si stima che alcune scendano almeno di 1/3 chilometri, in profondità nel sottosuolo; molte hanno aperture maggiori di 100 metri di diametro. Le caverne forniscono riparo sia dalle radiazioni che dagli estremi termici della superficie e per queste ragioni sono attraenti anche per il programma di esplorazione umana del Pianeta Rosso.
Un precursore di questo strumento è stata la ChemCam che ora sta lavorando a bordo di Curiosity su Marte. Seguita dalla SuperCam a bordo del rover Perseverance che ora sta viaggiando verso Marte, di cui OrganiCam ne è l'evoluzione più snella, robusta, leggera e compatta..
OrganiCam potrà essere utilizzata anche sulla Terra. Per esempio, per rilevare in modo non distruttivo materiali biologici in campioni unici, come il materiale restituito dalle missioni robotiche su altri pianeti, asteroidi o comete; potrà valutare la presenza di sostanze organiche biologiche in camere bianche, ospedali o altre strutture sterili, per aiutare ad arginare la diffusione di infezioni o impurità nei processi industriali.
GOOGLENEWS
